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能源:宁波材料所发现电池性能决定因素
2014-03-24 14:04:29
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元素商城整理编辑:在雾霾环境治理日趋迫切的情况下,固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cells, SOFCs)显得具有更加广泛的应用潜力与研究价值。SOFC单体电池主要由支撑阳极、活性阳极、电解质以及活性阴极组成,优越而且稳定的电池性能是实现其商业化应用的先决条件。然而,对阳极支撑而言,支撑阳极厚度约为400μm,活性阳极约10μm,电解质约为10μm,活性阴极约为30μm。由于电池各组成部份的厚度因素,目前业内普遍采用的表征方法,如电化学阻抗谱(EIS),很难区分得到影响电池自身性能的决定性因素。与此同时,传统表征方法只能得到电池整体性能的变化规律,无法对各组成贡献进行定量表征,致使电池性能提高的研究陷入了瓶颈。
中国科学院宁波材料技术与工程研究所固体氧化物燃料电池研发团队巧妙地利用电池制备工艺,在电解质两侧三相界面处植入超薄电极,首次成功制备获得有界面测量引线的全电池。采用该电池,对电池输出性能进行原位研究,结果发现在SOFC运行过程中,电池的输出性能决定于极/电解质TPB的界面性能;阳极侧极化电阻的增大是电池电阻增大的主要来源;电池的输出电压对欧姆电阻更加敏感。该研究结果以Full Paper形式在线发表在了《先进能源材料》上
该研究突破了现有的电池性能研究瓶颈,首次原位观察到了电池电压的组成与三相界面对电池性能的定量贡献,为解决SOFC界面性能表征提供了新的技术思路,同时为电池性能的改善采用对应措施提供了直接的实验依据与参考。
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电化学如何区分正负极,PEL范围是什么意思
化学词典告诉你电化学如何区分正负极以及PEL范围,众所周知,电化学是研究两类导体形成的带电界面现象及其上所发生的变化的科学。电和化学反应相互作用可通过电池来完成,也可利用高压静电放电来实现,二者统称电化学,后者为电化学的一个分支,称放电化学。由于放电化学有了专门的名称,因而,电化学往往专门指“电池的科学”。下面就来介绍一下关于电化学的正负极区分方法。 电化学如何区分正负极一、由组成原电池的两极材料判断一般来说,较活泼的金属为负极,较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。但具体情况还要看电解质溶液,如镁、铝电极在稀硫酸中构成原电池,镁为负极,铝为正极;但镁、铝在氢氧化钠溶液中形成原电池时,由于是铝和氢氧化钠溶液发生了反应,失去了电子,因此铝为负极,镁则为正极。再如铝、铜和氢氧化钠溶液构成的原电池中,铝为负极;而若把氢氧化钠溶液换为浓硝酸,则铜为负极。二、根据外电路电流的方向或电子的流向判断在原电池的外电路,电流由正极流向负极,电子由负极流向正极。三、根据内电路离子的移动方向判断在原电池电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极。四、根据原电池两极发生的化学反应判断原电池中,负极总是发生氧化反应,正极总是发生还原反应。因此可以根据总的化学方程式中化合价的升降来判断。五、根据电极质量的变化判断原电池工作后若某一电极质量增加,说明溶液中的阳离子在该电极上放电,该电极为正极,活泼性较弱;如果某一电极质量减轻,说明该电极溶解,电极为负极,活泼性较强。六、根据电极上产生的气体判断原电池工作后,如果一电极上产生气体,通常是因为该电极发生了析出氢气的反应,一说明该电极为正极,活动性较弱。七、根据某电极附近pH的变化判断析氢或吸氧的电极反应发生后,均能使该电极附近电解质溶液的pH增大,因而原电池工作后,该电极附近的pH增大了,说明该电极为正极,金属活动性较弱。电化学的PEL范围电化学传感器是将需要检测的电化学并且将检测色物体由化学量转换成电学量的一种传感器。最早的电化学传感器可以追溯到20世纪50年代,当时用于氧气监测。到了20世纪80年代中期,小型电化学传感器开始用于检测PEL范围内的多种不同有毒气体,并显示出了良好的敏感性与选择性。目前,电化学传感器在食品安全、生物分析、生命医学、环境监测等方面得到了高度重视和广泛应用。电化学的区分方法很简单,主要分为正负两极,想要知道哪些是正极,哪些是负极,只要做一些简单的测试即可。我在想厨房是否应该要放冰箱呢?还是说把冰箱放在客厅?如果这样放的话,会不会影响后续的装修设计呢。
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科研人员证实:一种独脚金内酯受体被发现
元素百科为您介绍一种独脚金内酯受体被发现。日前,清华大学、中科院生物物理所、中科院上海药物所、中科院遗传发育所等机构的多名科研人员合作,证实了DWARF14是一种新的植物激素——独脚金内酯的一种非经典形态的激素受体。相关成果8月1日发布于《自然》。 新发现重要的植物激素植物生长受多种环境因素影响,在生长过程中植物也形成了精确的激素转导系统与外界环境进行信号交流。目前,除了传统的植物激素外,科学界发现了越来越多被认可为植物激素的生长物质,独脚金内酯就是近几年新发现的一种重要的植物激素,该激素在植物生长发育及适应外界环境变化的过程中具有重要的感知和信号转导作用。对独脚金内酯遗传学、生物化学以及结构生物学方面的研究,能够帮助解决世界范围内寄生植物危害、提高粮食产量、优化低氧分投入、高产量高质量的粮食品种问题,为开发新型除草剂提供结构基础。最新的研究中,研究人员指出经典激素受体可以可逆地、非共价结合生物合成酶生成的一些活性激素分子触动信号传导。然而,目前尚有待确定活性形式的独脚金内酯,也还不清楚哪些蛋白作为真正的独脚金内酯受体以何种方式直接结合了活化形式的独脚金内酯。植物激素晶体结构分析研究科研人员获得了独脚金内酯诱导的一种复合物晶体结构,揭示出拟南芥AtD14经历了从开放到闭合的状态转换,触发了独脚金内酯信号,并证实独脚金内酯被水解成一个共价连接的中间分子(CLIM)来启动AtD14构象改变促进了与D3的互作。值得注意的是,一个分支的拟南芥突变体d14-5表明Atd14(g158e)突变体保持了酶活性水解独脚金内酯,但未能有效地与D3/MAX2互动,失去了作为一个受体,触发植物体内独脚金内酯的能力。
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“十三五”生物技术发展专项详细部署 促进产业国际化发展
元素百科为您介绍“十三五”生物技术发展专项详细部署,促进产业国际化发展。基因编辑、合成生物学、脑科学与类脑研究等热点领域的技术发展或将成为未来生物技术领域的重点任务,这是在8月11日开幕的中国生物工程学会第十届学术年会暨2016年全国生物技术大会学术报告上获悉的。会议透露,有关部门正在研究制定“十三五”生物技术发展专项规划,意在推动我国从“生物技术大国”到“生物技术强国”的转变。 生物技术发展任务据8月15日消息,中国生物技术发展中心主任黄晶在会上表示,我国未来生物技术发展的重点任务包括组学、结构生物学、表型组、分子影像等前沿关键技术的突破创新,涵盖生物医药、生物化工、生物资源、生物能源、生物农业、生物环保、食品安全、生物安全等重点领域的应用发展,并通过实施一些战略性科技工程和建设一批生物技术园区为科技创新提供良好平台和保障。无独有偶,据之前经济参考报报道,生物医药“十三五”规划已基本制定完成,按照相关工作流程,这一规划将在今年下半年正式出台。根据规划,“十三五”期间我国生物医药产业将重点发展重大疾病化学药物、生物技术药物、新疫苗、新型细胞治疗制剂等多个创新药物品类,同时发展生物3D打印技术等重大医疗技术。值得注意的是,生物医药“十三五”规划除了对“十三五”期间药物品类的研发和技术发展作出详细部署外,还对整个生物医药产业提出了新的发展目标,即进一步促进整个产业的国际化发展。发展生物医药产业的意义国家制造强国建设战略咨询委员会表示,发展生物医药产业意义重大。一方面,我国生物医药市场巨大,目前我国是全球第二大医药消费市场,2014年我国药品市场纯销售额已突破1.5万亿元。当前我国已进入老龄化社会,65岁以上人口超过1.2亿,医疗需求快速增长,将对我国生物医药产业未来发展提出新的要求;另一方面,虽然我国生物医药产业规模庞大,到2014年全产业销售额接近2.5万亿元,但我国药物的自主研发仍很薄弱,药品生产以仿制为主,原创性药物较少,生物医药关键技术也和国际水平有较大的差距。因此,培育发展生物医药产业,并力促整个产业涉足国际竞争,将成为提升我国生物医药产业整体发展水平和竞争力的关键。生物医药产业作为我国确定的七大战略新兴产业之一,有巨大的现实意义和经济意义。一方面,加快发展生物医药产业,将进一步满足我国人民不断增长的卫生健康服务需求;另一方面,作为重要的产业,生物医药领域和化工等基础制造业部门息息相关,提升生物医药产业的整体发展水平,对促进上下游产业、带动化工等传统行业转型升级也有着巨大促进作用。